和

面

機

設

計題

目：

和

面

機

設

計組學

長：院：專業班級：指導教師：

FF目

錄

目錄…………………………第一章緒

……………………4和面機概述………………4和面機設計選擇………

……6第二章運參數、力參數的設

…………………7傳動系統中傳動鏈的設計及各傳動比的分派設計

…………攪拌漿轉速……………………

………7電動機的要緊技術參數選擇………7計算各軸的轉速………………計算各軸的功率………………計算各軸的轉矩………………

……………8……………8……………9第三章結設計

………………皮帶傳動設計………………計算功率Pc…………V帶選型………………帶輪設計……………驗算帶速V……………求V帶基準長L和中心距………小包角的計算…………求帶根數Z……………計算作用在帶輪軸上的壓力………帶輪結構設計…………蝸輪蝸桿傳動結構設計………選擇材料………………選擇蝸桿頭數z,并估量傳動效率……計算蝸輪轉T………確信利用系數K…………12A計算轉速系數…………

確信彈性系數…………計算壽命系數………確信接觸系數………確信接觸疲勞極限和接觸疲勞最小平安系數………計算中心距a…………確信各類參數…………蝸桿的各軸段的直徑和長度確信………圓柱蝸桿傳動的精度設計………………蝸輪軸的尺寸的確信……………主軸的結構尺寸計算……………主軸和軸類零件的材料選擇及尺寸確信………………要緊傳動軸受力分析，畫出其彎矩圖，而且進行相關的校核計算…………蝸桿軸受力分析及校核計算……………蝸輪軸受力分析及校核計算……………蝸輪軸疲勞強度的校核…………………蝸輪齒根彎曲疲勞強度的校核…………蝸桿剛度的校核…………相關的其他計算…………要緊傳動軸經受力分析，強度及軸的壽命演算………………軸經受力分析及壽命計算………………漿葉容器及機體的整體結構設計………………第四章總………………………第四章參文獻………………………

第一章緒論和面機概述和面機在食物加工頂用來調制粘度極高的漿體或塑性固體若是揉制各類不同性質的面團括酥性面團、韌性面團、水面團等。（）和機調大進和面機調制面團的大體進程由攪拌槳的運動來決定面及其他輔料倒入攪拌容器內動動機使攪拌槳轉動面顆粒在的攪動下均勻地與水結合一形成膠體狀態的不規那么小團粒而小團粒彼此粘合，慢慢形成一些零散的大團塊。隨著槳葉的不斷推動，團塊擴展揉捏成整體團。由于攪拌槳對面團持續進行的剪切、折疊、壓延、拉伸及揉合等一系列作用，結果調制出表面滑，具有必然彈性韌性及延伸性的理想團設再繼續攪拌團便會塑性增強彈性降低成為粘稠料。（）和機分和面機有臥式與立式兩種結構，也可分為單軸、多軸或間歇式、持續式。．臥式和面機臥式和面機的攪拌容器軸線與攪拌器回轉軸線都處于水平位置；其結構簡單，造價低廉，卸料清洗、維修方便，可與其他設備完成持續生產，但占地面積較大。這種機械生產能力（一次調粉量）范圍大，通常在25次右。它是國內大量生產合各食物廠應用最遍的一種和面設備。．立式和面機立式和面機的攪拌容器軸線沿垂直方向布置器垂直或傾斜安裝型與立式打蛋機相似，只是傳動裝置較簡單。有些設備攪拌容器作回轉運動，并設置了翻轉或移動卸料裝置。立式和面機結構簡單，制造本錢不高。但占空間較大，卸料、清洗不如臥式和面機方便。直立封如長期工作會使潤滑劑泄漏，造成食物污染。（）和機緊部和面機要緊有攪拌器、攪拌容器、傳動裝置、機架、容器翻轉機構等。．攪拌器也稱攪拌槳，式和面機最重要的部件。按攪拌軸數量分，有單軸式和雙軸兩種。臥式的與立式的也有所不同。單軸式和面機結構簡單、緊湊、操作維修方便，是我國面食加工中普遍利用的機型。這種和面只有一個攪拌槳，每次和面機攪拌時刻長，生產效率低。由于它對面團拉伸作用較小，若是投料或操作不妥，那么容易顯現抱軸現象，使操作發生困難。因此單軸式和面機適用于揉制酥性面團，不調制韌性面團。雙軸式和面機具有臥式和面機的優勢。它有兩組相對反向旋轉的攪拌槳，且兩個攪拌槳彼此獨，轉速也可不同，相當于兩臺單軸式和面機一起工作。運轉時，兩槳時而彼此靠近，時而又加大離，可加速均勻攪拌。雙軸和面機對面團的壓捏程度較完全，拉伸作用強，適合揉制韌性面團。缺點造價高于臥式和面機，起面較困難，需附加相應裝置，若是手工起面那么勞動強度大。和面機攪拌器的結構形狀有多種類型，對應于不同調制物料特性機工藝要求。

（1形Ζ形攪拌槳這種攪拌器的槳葉母線與其軸線呈必然角度為的是增加物料的軸向和徑向流動進混合適宜高粘度料調制形應用普遍專門好的調制作用卸料和清洗都很便。Ζ形攪拌槳調和能力比Σ形葉片低，但可產生高的緊縮剪力，多用在細顆粒與粘滯物料的攪拌。（2槳攪拌器這種攪拌器構由幾個直槳葉或扭曲直槳葉與攪拌軸組成面進程中槳葉攪拌對物料的剪切作用和強，拉伸作用弱，對面筋的形成具有必然破壞作用。攪拌軸裝在容器中，近軸處物料運動速度低設粉量少或操作不妥造抱軸及攪拌不均的現象葉式攪拌器結構單，本錢低，適用與揉制酥性面團。（3滾籠式攪拌器它面團有舉、打、折、揉、壓、拉、等多種持續操作，有助于面團的捏合。若是攪拌器結構參數選擇合理還可利用攪拌的反轉將捏合好的面團自動拋出容器如就省去一套容器翻轉機構低設備本籠式攪拌器對面團作使勁柔和團成慢面機械作弱，有利于面筋網絡的生成。結其構簡單，制造方便，適用于調和水面團、韌性面團等通過發酵或發酵的面團。（4其他類型臥式攪拌器在臥式和面機中也利用著一些不同于上述形狀的攪拌器。如花環式、扭葉式、橢圓式V字。（5立式和面機的攪拌器立式和面機的攪器有槳葉式、扭環式、象鼻式等。槳葉式攪拌器與臥式和面機槳葉式結構相似，其軸線與地面垂直。扭環式攪拌器槳葉從根部至頂端慢慢扭曲90°有利于增進面筋網絡的生成適用于調制韌性面團與水面團雷面食。象鼻式攪拌器通過一套四桿機構模擬人手調粉時的動作來調制面團利面筋的揉制于制發酵面團。另外攪拌容器能夠從機架上推出，作為發酵利用，既減少了生產設備，又簡化了搬面團的操作。一次調粉可達以。但這種結構復雜，拌器動作慢。（6雙和面機的攪拌器雙式和面機有兩組相對反向旋轉的攪拌槳其相對位置分為切分式和重疊式。．攪拌容器臥式和面機的攪拌容器（也稱攪拌槽）的典型結構見圖1多由不銹鋼焊接而成和面操作時質的好壞與溫度有著專門大的關系同質的面團又對溫度有不同的要求。高功效和面機經常使用帶夾套的換熱式攪拌容器降低本錢利用一般單層容器可降低物料和前

的溫度來達到加工工藝的要求避工作時物料或潤滑油從軸承處泄漏污染食物器攪拌軸之間的密封要好。轉速低、工作載荷轉變大，軸封處間間隙轉變頻繁，因此密封裝置應選型滑架橡膠密封圈等大變形彈性元件。新型臥式和面機采納空氣端面密封裝置，密封成效專門好。攪拌容器的翻轉機構分為機動和手動兩種動翻轉容器機構由電動機速及容器翻轉齒輪組成。這種機構操作方便，降低人工勞動強度，但結構復雜，整個設備本錢高，適宜在大型或高和面機上利用動轉容器機構適用小型和面機或簡易型和面機式面機的攪拌容器有可移式和固定式兩種。．機架小型和面機轉速低，工作阻力大，產生的振動及噪聲都較小，因此不用固定的基礎。機架結構的采納整體鑄造，有的采納型材焊接框架結構，還有底座鑄造而上部用型材焊接的。．傳動裝置和面機的傳動裝置由電動機、減速器及聯軸器等組成，也有的用皮帶傳動。和面機工作轉速低多為～50r/min,故求大減速比，經常使用蝸輪蝸桿減速器或行星減速器。目前國內面食生產企業在和面工序中大多采納單板式和面機板和面機包括主軸傳動裝置箱翻轉裝置、面箱、真空抽管、密封墊，且單板式漿葉的葉頂為弧型，主軸以必然角度穿過單式槳葉的中心。此結構雖可和出整體面團，且致密性和彈性也可知足要求，但此結構在和面時，單板槳葉在半周內軸向只一個方向受力，下半周那么受相反方向的力。而面團和成時，阻力大，運轉時振猛烈，壽命短。此刻市場上比較高級的是真空和面機依照工藝要求設定和面時刻真空度缸具有密封性好，面粉無跑冒現象。真空和面機是在真空狀態下模擬手工和面的原理，使面筋網絡快速形成和面配水量在常規工藝基礎上可適量增加約20%快拌合，使小麥蛋白質在最短的時刻內吸收水分，常規狀態下和制的面團熟化程度提高2倍以上，且不損傷已形成的蛋白質面筋網絡結構。使得蛋組織結構均衡，使面的筋性、咬勁、拉力都遠遠優于其他形式和面機的和面成效。加出來的面品面團均勻、彈性好、面制品滑爽、可口、有咬勁、面筋力高、透明度高。V字板式槳葉在面箱中繞主軸的軸線作回轉運動，由于槳葉向兩邊推動面團，因此能夠解決受力不均現象，使機械運轉平穩如此可保證固定于主軸上的槳葉在轉動時運轉軌跡為一圓柱體時又抵消了推動面團而產生的軸向夠使機械在運轉時加倍穩固高機利用壽命空系統采納水環式真空泵安生有空表、真空電磁閥及管路。操面板由中英文對照按鈕和PLC電顯示屏組成，操作方便。和面機設計選擇咱們組設計的和面機生產能力為：調和面粉重量25kg/。機型：臥式和面機攪拌型式采納槳葉式，轉速在40～50rpm范圍，制作酥性面團。因為食物衛生要求，容器采納不銹鋼材料。由于和面機的主軸回轉速低，需要較大的減速比，故本次設計中采納帶輪及蝸輪蝸桿減速傳動。

上面是機構簡圖，電動機1通三角帶2帶蝸輪蝸桿使3攪槳轉動4容器。第二章運動參、動力數的設計序

設

計過

結內傳動系統中傳動鏈的設計及各傳動比的分配設計

漿

=47r/min攪拌漿轉速

漿

=47r/min電動機的主要技術參數選擇

P=電1500r/min型號

Y100L1-4

V=1430

r?

額定功率

T=·MP=M=34kg

電機同步轉速

電

=1500r/min,四電機。滿載轉速

V=1430

r?min

最大轉矩額定轉矩重量外形尺寸

T=·MM=34kg380245mm

1=1430r/min中心高

2

=953r/min安裝尺寸

160mm

140mm

3

=47r/min軸伸尺寸

28mm

56mm計算各軸

1=電

=1430r/min的轉速

2

=

電i帶

=1430/≈953r/min3

=

ni蝸桿

≈47r/min電=計算各軸

查機械零件設計手冊，效率取

電

=，

V=，單頭蝸桿

1

1.87的功率

蝸

=，滾動軸承

球承

=，彈性聯軸器

聯器

=。電機的額定功率機=電機的輸出的有效功率

2

1.795kw1

=

電

電

1.87kw第二根軸功率2

=

1V帶

球承

1.795kw

3

kw第三根軸功率3=

2蝸

球承軸

1電1電=

1.7950.990.99kw電動機的輸出轉矩p計算各軸T6n的轉矩9.55/1430?第二根軸轉矩

T12488.51N?mm?i?2帶

V帶

?

球承12488.50.96?第三根軸轉矩

17983.423蝸

蝸

球承

聯器

N?mm序

設

17983.40.80.99316583N第三章結構設計過

3165833N結內皮帶傳動設計計算功率

每天工作小時為載變很小表得KkwA=c

1.1

故

PkwV帶型

根據

c

=,

r1

,選型

選A型帶輪設計

大，小帶輪基準直徑

1

，

2

21m/21m/101由表得

1min

75mm

,現

80mm1

，

80mm1nd1n2mm取2

)1430/

mm2驗算帶速V

驗算帶速160

14301000

5.99帶速在5~25范內，合適。求V帶準長度L和心距

初步選取中心距)1.5(80mm01

0

mm取

0

mm

)d)，符合02帶長L20

d)()a0

280)300(804mm

L0查表，對A型選用

1000mmd

，計算實際中心距L1000a3002

mm

mm小包角的計

驗算小帶輪包角

1算

d2157.3a180

118344

173.67

，合適。

求帶根數

rmin1

，

80mm1

，查表得：

0.800i

d2d1

)

kw查表得由1

，0.98查表得

，查表得

0.89L

。Zc(P)KK0d

L

(0.80

取3根。Z計算作用在帶輪軸上的

F0

500c(Ka

2壓力

2.53

2

]帶輪結構設計

作用在軸上的壓力dF1N02173.67108.0252647.161小帶輪幾何尺寸計算：由Y100L1-4型動機可知：軸身直徑D=28mm，56mm長度

647.161(1.5D(42~56)mm

，取56，

D=28mmLmm由表查得：

amin

2.75

，

fmin

8.7mm1MP2E

，

f

min

mm

，

0

f48mm

7676mm2111hea大帶輪幾何尺寸計算：D(1.5D~mm取，

mmeDL76由表查得：

amin

2.75

fmin

8.7mm

f，，min，

0

34

fmm

，

224mme2

。

e2224mm蝸輪蝸桿傳動結構設計蝸桿采用45鋼表面硬度45HRC以上。蝸輪材料采用選擇材料選擇蝸桿頭

，砂型鑄造。un~3/s選，查表取大值，s當量摩擦系數r，當量摩擦角

2.5數,并計傳動效率

初選

[/a]1

值，

r

Z（1

計算蝸輪轉

Ti62n2

Z1矩

T

953

N

2查表知使用系數

1.1確定使用系

A11A11數K計算轉速系數

Zn

288確定彈性系數

查表知彈性系數

1MP2E計算壽命系數

25000250001.13L12000確定接觸系數

2.85接觸系數由圖查得p確定接觸疲

接觸疲勞極限查表得

Hlim

MPa勞極限和接觸疲勞最小

接觸疲勞最小安全系數

Hmin

安全系數計算中心距

S!aK(EPHminrn)!h1471.3)3165830.7851.132.65取

2

a確定各類參

傳動比

i蝸桿

nn2數

齒數比

Zu220Z1

蝸輪齒數Z2齒形角1模數x變位系數m法向模數nx

Z2mmmx12cos11.31蝸桿直徑系數

Z1mtan

蝸桿軸向齒距

x11

10蝸桿導程

x11蝸桿導程角

1

arctan(

1)11.31d1蝸桿節圓柱導程角

1

arctan(

Z1)

齒頂高系數

*a頂隙系數

*

0.2蝸桿分度圓直徑

501蝸桿節圓直徑

1

m(x)45蝸桿頂圓直徑

*a11

60蝸桿齒根圓直徑

2(h*f

*

)38蝸桿齒頂高

mh*a1

蝸桿齒根高

(**)mmf蝸桿全齒高

m(21

*

*mm

mm蝸桿齒寬

(12.50.1Z)12蝸桿模數時加20

蝸輪分度圓直徑

mm22蝸輪節圓直徑蝸輪喉圓直徑

22(a22

*

)mm蝸輪根圓直徑

f2

2(2a

*

*)183mm蝸輪齒頂圓直徑

(1~1.5)m212mme2a蝸輪喉圓半徑

rd20g蝸輪齒寬

0.74221蝸輪齒寬角

b2sin114.3d1頂隙

mm蝸輪齒頂高

m(haa

*

)mm蝸輪齒根高

(**f2

3.5mm蝸輪中徑

m2

mx197.5mm2蝸輪軸向齒厚

1

蝸輪法向齒厚

n

1

cos

1

7.7蝸桿輪齒法向測量齒高han1

*

0.5tan(0.5sin1

Sd1

2

1)蝸桿的各軸段的直徑和長度確定

1.02mm詳細尺寸見零件圖

22圓柱蝸桿傳動的精度設計

確定精度等級：對于低速，中載的通常先根據其圓周速度確定第Ⅱ公差組的精度等級。d231000

0.49m/1

1s參照表選定蝸輪第Ⅱ公差數組為9。蝸桿第Ⅱ公差組為7。第Ⅰ公差比第Ⅱ公差組低一級，選蝸輪第Ⅰ公差組為10，蝸桿Ⅰ公差組為8.齒的接觸精度有一定的要求，通過與第Ⅱ公差組同級，蝸輪第Ⅱ公差組為9，蝸桿第Ⅲ公差組為，第GB/T10089-1988，蝸桿精度為8-7-7dGB/T10089-1988檢驗項目選擇：蝸桿、蝸輪及其傳動的公差組合檢驗項目：蝸桿軸的向齒距極限偏差蝸桿軸的向齒距累積偏差

pxpxl

蝸桿齒槽徑向跳動公差

0.017r蝸桿齒形公差

0.022蝸輪齒距極限偏差

蝸輪齒形公差

f

據蝸輪孔直徑

d45mm

，由檢驗公式確定軸頸，蝸輪軸的尺寸的確定

4)

，具體尺寸見零件圖。主軸的結構尺寸計算主軸和軸類零件的材料選擇及尺寸

主軸選用45鋼具體尺寸見零件圖。軸承型號的選擇：左端軸承選用6008型身球軸承，右端軸承均選用6009型深溝球軸承。軸承的潤滑：

確定

軸承的潤滑采用脂潤滑密封件的選擇：軸承的密封采用接觸式的氈圈密封。選用氈圈40JB/ZQ4606-1997.主要尺寸如下：mm1

，b=12mm,B=12mm,

聯軸器的選擇：由于蝸輪軸轉矩

T316.83.M3

,故擇金屬彈簧元件撓性聯軸器，型號為JM16。主要傳動軸受力分析畫出其彎矩圖，并且進行相關的校核計算蝸桿軸的彎矩圖：蝸桿軸受力分析及校核計算Ftanr1

Td2

2316583200

tan

tt

FFr1647.272.5345

RFVAQrVBN617.2NRFVAQrVBN617.2NT217983.4F2d501RHB

F153)719225.5t345

470R

t1HB

719470249NMM

VCVF

8571716758NR18052.5NRN合成彎矩：

2

HE

287598F

2

56150

N蝸輪軸彎矩圖

蝸輪軸受力分析及校核計算RVD

Fr2345

RVC

r2

1152NM

55200NRHD

F57.5120NR345HDRHC

a2HD

599M

HH

HC

MH

VH

2

M

HH

255200

N蝸輪軸疲勞強度的校核

主要校核蝸輪軸截面處，假設該軸的轉矩按脈動循環規律變化。抗彎截面模量可查《新編機械設計手冊》761

表153(d)Zd

2

aa

14

213347607

3抗扭截面模量：表157613()Z2

2

45

316557mm彎曲應力幅：

3

65069合8.5MPaZ彎曲平均應力：

MPa扭轉應力幅：

a

T3165839.6MP2Z216557P扭轉平均應力：

MPa因為所選軸的相關數據為：軸鋼火，HBS

b

600MPa,240Pa,

140MPa故而，可查表—得到鍵槽引起的應力集中系數：查表—表面質量系數

查表—絕對尺寸影響系數：

b

c

mms扭剪強度極限

b

0.6600360MPb壽命系數：

M

（無限壽命）S

KNKKb

2402400.8460012.8S

KNK

KmN

1401400.783609.45S

SS2

2

12.812.829.45

27.56查表—可取：

[]1.47.56蝸輪齒根彎曲疲勞強度的校核

蝸桿圓周速度：n/(601000)1160002.49m/相對滑動速度：VVcos11.31

/當量摩擦系數，由表查得：

v

，

1.67

aFaF許用接觸應力：[]ZZHn

S

HlimHlimMPa最大接觸應力：

2651.2

H

Z

Ta32.85

3195.89MPa齒根彎曲疲勞極限，由表查得

Fmin

MPa彎曲疲勞最小安全系數取：

Fmin

1.4許用彎曲疲勞應力：[]F

S

FlimFlim

115MP1.4齒輪最大彎曲應力：2KT2mbd2

2316583517.41MPa

合格。蝸桿剛度的

軸慣性矩校核

I1

64

4

64mm

4蝸桿撓度：

Fl3tant2

2

dtant

2

(r)/EIv

11

316583tan21.673

)

0.0048蝸桿的許用撓度：[Y]=d1/1000=

<<[Y],故蝸桿的剛度符合要求，合格。相關的其他計算

蝸桿傳動的總效率：123散熱面積估算：

a1.88

m

2工作溫度：ta

0

10001.795085)150.788

20

42.72

合格。潤滑油黏度根據：2.54s由表選取：

，40

420mm2

/s

。主要傳動軸承受力分析，強度及軸的壽命演算軸承受力分析及壽命計算

蝸桿兩端的軸承：結構簡圖如下：

由于蝸桿上受到蝸輪施加的軸向力

a1

故軸承受到軸向力a

，其受到支架的力為徑向力：F2r

2

HA

22N